Рекорды срока службы
Из доступных рекордов, стальные трубопроводы, установленные более 100 лет назад, находятся все еще в обслуживании. Существенный процент от этих стальных труб все еще пригоден к эксплуатации. Многие из тех старых трубопроводов были заменены только потому, что большие трубопроводы необходимы, чтобы удовлетворить потребности по перекачиванию по трубопроводу воды и других услуг. Потребность в трубах чувствовалась во всем мире, но была особенно острой в промышленно развитых странах.
Будущее сварной стальной трубы
В течение 21-ого столетия потребность в трубах увеличится. Международная потребность на более рентабельную транспортировку станет срочной. Стоимость транспортировки единицы веса жидкости за единицу расстояния уменьшается примерно на порядок для каждого способа транспортировки. Кроме того, долговечная труба с более длинной жизнью будет пользоваться спросом, потому что сейчас существует очень много скрытых труб с коротким сроком службы. Для трубопроводов 21-ого столетия срок службы должен быть значительно увеличен после исторической 50-летней жизни.
Свойства стальной трубы
У стали есть существенные свойства, которые могут быть использованы с пользой для скрытых трубопроводов. Следующее является желательными требованиями скрытых, герметичных труб. Эти требования могут быть достигнуты свариванием стальной трубой.
• Прочность
• Легкость в установке
• Высокая пропускная способность
• Сопротивление утечки
• Большой срок службы
• Надежность и многосторонность
• Экономия
1. Прочность – высокая прочность стали является результатом легкой трубы, которая может сопротивляться внутреннему давлению, и может также сопротивляться внешнему давлению, когда труба не герметизирована. Минимальный предел текучести большинства высококачественных сталей для труб - 42 000 psi (290 MPa). Доступны более прочные стали. Продольная прочность (прочность на изгиб) стальной трубы имеет ценность везде, где труба подвергнута переменным нагрузкам или где труба скрыта в почве, которая сдвигается или оседает. Продольная напряженность в скрытой трубе вызвана любым действием продольного бруса (изгиб), внутренним давлением и уменьшением температуры. Высокая прочность стали и низкое отношение Пуассона и коэффициента теплового расширения/сжатия, объединены, чтобы сделать стальную трубу, относительно стойкую к продольным усилиям.
2. Легкость в установке – Во время транспортировки и установки скрытой трубы, трубное кольцо должно быть достаточно жестким, чтобы сохранять его форму близкую к круглой. Модуль эластичности стали - 30 000 000 psi (207 GPa). У материалов с более низкими модулями должны быть более толстые стенки, чтобы обеспечить эквивалентную жесткость. Под внешним гидростатическим давлением кольцевая жесткость необходима, чтобы предотвратить разрушение. Если это необходимо, чтобы увеличить кольцевую жесткость, есть множество вариантов, доступных для проектировщика. Из-за ее продольной прочности и относительно гладкой внешней поверхности, стальная труба предоставляет себя установке микротуннелированием.
3. Высокая пропускная способность – Сопротивление трению для течения в стальной трубе сравнительно низко. Типичные скорости проекта потока составляют меньше чем 15 футов в секунду (4.6 mps). Если наружный диаметр является ограничивающим фактором, тонкие стенки стальной трубы учитывают больший внутренний диаметр и большую пропускную способность.
4. Сопротивление утечки – Сварные соединения герметичны. Уплотненные соединения разработаны, чтобы быть герметичными и сжатыми внутри рекомендуемых пределов давления и смещенного угла смежных секций трубы. Измерения стальных раструбов и втулок проведены в пределах жестких допусков.
5. Большой срок службы – срок службы стальной трубы зависит от скоростей внешней коррозии и внутреннего трения. Срок службы может быть увеличен при помощи надлежащих покрытий и катодной защиты. Технология для контроля коррозии доступна и хорошо документирована. Трение может быть вызвано песком в потоке жидкости. Защитные покрытия уменьшают трение. Внимательно относясь к покрытиям и катодной защите, срок службы стальной трубы может быть расширен неограниченно.
6. Надежность и многосторонность – Надежность включают возможность непредвиденных нагрузок и смещений, таких как: чрезвычайный рост давления, гидравлический удар, колебания (движение, поток жидкости и подземные толчки), наводнение, и движение почвы. Из-за ее прочности сталь может выдерживать значительно больше деформаций, чем менее гибкие материалы. Сталь жестка из-за широкого гибкого диапазона и высокого предельного напряжения, которое равно более чем 65 000 psi для типичной высококачественной трубной стали. У хрупкого материала, которому не хватает предела текучести, есть прочность только в пределах зоны упругости. Это - эластичный диапазон, в котором материал восстанавливается, когда разгружен. Деформация в гибком пределе (трещина) составляет примерно 25 %. Эта гибкость обеспечивает существенный предел безопасности для проектировщиков. Гибкие свойства стали должны быть оценены и рассмотрены в проекте скрытой стальной трубы. Доступны стали с превосходной степенью прочностных свойств. Многосторонность включает потенциал для модификации и ремонта. Когда требуется модификация — такая как врезание в трубу или вставка специальной секции — стальная труба может быть разрезана и сварена. Ремонт сваркой - преимущество стали.
7. Экономия – конечная стоимость скрытой трубы включает: труба, вкапывание, транспортировка, установка, приведение к действию, обслуживание, ремонт, модификация и риск. Транспортировка стальной трубы результативны по затратам, особенно в больших диаметрах, из-за тонкой стены и легкого веса. Установка стальной трубы ускорена легким весом. Длинные секции трубы сокращают количество сварок. В случае повреждения стальная труба часто может восстанавливаться на участке. В случае массивного размыва почвы сварные стальные секции трубы имеют тенденцию скреплять и минимизировать бедствие, вызванное разрывом в трубопроводе.